苏教版（2019）通用技术必修《技术与设计2》4.3.2 辨析反馈在控制系统中的作用 教案

三、闭环控制系统的工作过程 任务二辨析反馈在控制系统中的作用 一、教学目标 1.通过案例分析，理解传感装置在闭环控制系统中的作用。 2.结合闭环控制系统的工作过程，分析反馈和干扰现象及其基本原理。 二、教学重点、难点 理解传感装置在闭环控制系统中的作用。结合闭环控制系统的工作过程，分析反馈和干扰现象及其基本原理。 三、教学方法 讲授法，演示法，任务引导法 四、教学过程 1、情境导入 2、新课学习 技术体验 搭建抽水控制系统模型 体验目的:通过搭建抽水控制系统模型，感受反馈在控制系统中的作用。 情境展示:为了避免暴雨季雨水收集池中溢出的雨水白白浪费，陈展打算为雨水收集池增加一个器水箱，当雨水收集池的水位达到溢出口位置时，潜水泵把雨水收集池中的水抽到蓄水箱中，为厕所冲刷之用。当收集池的水位降低至池高度的14时，潜水泵就停止抽水。 问题分析:该装置要实现当水位达到一定高度时潜水泵开始抽水，水位降低到某位置时潜水泵停止抽水，其核心部件足什么? 活动准备: 材料:雨水收集池、冲厕省水箱、潜水泵、水管、电极式水位传感器、控制电路模块等。 工具:钢丝错、活动扳手、十字螺丝刀、多用电表等。 主要过程: 1.搭建模型，如图4-32所示，将雨水收集池、冲厕蓄水箱、潜水泵、电极式水位传感器、控制器、水管等依次连接。 2.测试。 (1)向雨水收集池注水，当水位达到溢水口时，潜水泵启动，抽水到冲厕蓄水箱 (2)当雨水收集池水位降到池高度的1/4时，潜水泵停止抽水。 思考: 1.观察雨水收集池的水位高度与图4-32抽水控制系统模型水泵工作状态，填写下表: 雨水收集池水位高度 潜水泵工作状态 水位达到溢水口时 水位降到池高度的1/4时 2.采用单一传感器如何实现该水位控制? 电极式水位传感器是该控制系统中的检测反馈装置，检测水位信号并将其返回到输入端，当水位达到或低于雨水收集池高度的1/4时，停止抽水。 反馈在自动控制系统中，将输出量通过检测装置返回到输入端并与输入量进 行比较的过程，就是反馈。 利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行。例如，普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动保温电水壶在壶内温度达到设定值时自动切断电源，这就是运用反馈实现自动控制的结果。 在带有反馈的控制系统中，既存在由输入端到输出端的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成-一个闭合的回路。因此，带有反馈的控制系统就是前面所述的闭环控制系统。在工程中，反馈控制是自动控制中不可缺少的形式。 马上行动 花房恒温自动控制系统 花房恒温自动控制系统可以对温度、土壤湿度和光照进行控制。 请填写下表，完成第-行花房恒温自动控制系统的控制参数，并完成第二、三行其他控制系统的控制参数。 自动控制系统 输入量 检测装置 输出量 花房恒温自动控制 拓展阅读 常用传感器及其特点 传感器是一种检测装置，能检测到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示记录和控制等要求:通常，根据传感器感知功能可将其分为温度传感器、光传感器、压力传感器、磁性传感器、湿度传感器、声音传感器等。 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的重要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，使物体变得“活”起来。根据传感器的基本感知功能，通常将其分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 干扰因素 在控制系统中， 除输入量(给定值)以外，引起被控量变化的各种因素都可以 ... ...